提出了一种使用光学技术产生可调谐的四倍频相位编码信号的方案。利用一个马赫-曾德尔调制器(MZM),一个光滤波器(OBPF),一个布拉格光栅(FBG),一个环形器,两个偏振调制器(PolM)和光电探测器,结合波长复用技术、偏振调制技术和平衡探测技术,产生四倍频相位编码信号。仿真结果表明,此方法产生的相位编码信号具有大调谐范围,高倍频系数。仿真产生的20 GHz和40 GHz相位编码信号分别具有10.10 dB和9.79 dB的峰值旁瓣比,压缩比都是128。同时,从相位编码中恢复出来的相位信息分别具有200°和206°的变化。仿真结果验证了产生四倍频相位编码信号的可行性,所产生的相位编码信号具有20~40 GHz的调谐范围,同时还表现出很好的脉冲压缩性能。

针对几何传播损耗和指向误差联合效应对空间激光链路性能的影响, 研究了HAP-GEO-HAP全光中继放大链路通信模型的误码性能。建立了基于GEO卫星全光中继放大转发的高空平台激光链路通信模型, 在考虑背景光辐射与放大器引入的自发辐射等因素的条件下, 研究了信道衰减系数的统计特性和各类噪声的强度, 获得链路模型的Q因子, 推导出误码率表达式。仿真分析了在不同发射功率、抖动标准差和波束宽度等参数条件下, 链路误码率与比特速率的关系。研究结果表明: 当比特速率较低时, 增大发射功率、降低抖动标准差或减小波束宽度, 对链路误码率性能的改善程度较为明显; 当比特速率大于4 Gbps时, 上述措施对链路误码性能的改善程度较为缓慢。

通过选取LEO区域中两种典型材料的小尺度空间碎片, 分别建立了相应的强激光与靶材的冲量耦合模型, 研究了高能脉冲激光与靶材作用下碎片速度的变化规律。在此基础上建立了激光辐照作用下小尺度空间碎片的变轨模型。通过仿真分析, 对假定功率激光器作用下两种典型材料空间碎片轨道参数的变化规律进行了数值模拟, 并讨论分析了碎片自旋角速率及不同功率的激光器对碎片清理效能的影响规律。研究结果表明, 在假定功率的天基平台激光器作用下能在一个飞行周期内辐照两种典型材料碎片达到降轨清除效果, 为天基平台激光清除空间碎片技术的应用提供了必要的理论基础。

为了研究小尺度空间碎片的降轨特性, 建立了空间碎片自旋与非自旋模型, 理论分析了地基激光作用下碎片速度的变化规律, 在此基础上研究了激光辐照作用下空间碎片的变轨模型。采用理论仿真的方法, 分析了在高能脉冲激光作用下空间碎片的近地点与远地点高度、半长轴及偏心率随初始真近角的变化规律。结果表明, 地基激光清除空间碎片存在最佳作用区域, 自旋碎片在初始真近角86°~151°范围内降轨效果最佳, 非自旋碎片在初始真近角130°~162°范围内降轨效果最佳。自旋空间碎片降轨效果明显优于非自旋空间碎片。